活性化する蔵王山：浅部マグマ溜りの詳細構造と噴火に至るタイムスケールの解明

• 研究課題/領域番号: 17K05701
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 伴 雅雄 山形大学, 理学部, 教授 (50208724)
• 研究分担者: 新城 竜一 琉球大学, 理学部, 教授 (30244289)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: マグマ供給系 / マグマ混合 / 滞留時間 / タイムスケール / 累帯構造 / Sr同位体比 / 蔵王山 / 噴火予測 / 火山噴火 / マグマ / 噴火史 / 浅部マグマ / 深部マグマ / 火山 / 岩石・鉱物・鉱床学

研究成果の概要

蔵王山最新の五色岳を構成する噴出物について物質科学的研究を行い以下の成果を得た。（１）全岩、鉱物化学組成分析、及び斑晶鉱物の組織解析のデータを解析することによって、噴火に直接関係する浅部マグマ溜りは地下約6㎞の深さに存在しており、またかなり不均質でであったことが判明した。（２）累帯構造を基に直方輝石を分類し、注入から噴火に至る滞留時間を求めたところ、噴火に直結しない注入は噴火のおよそ50年前まで遡ること、噴火に直結する注入は数年以内であったことが判明した。（３）Sr同位体組成を含む全岩化学分析の結果、御釜を火口とする噴出物はそれ以前とは起源が異なることが判明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

浅部マグマ溜りの詳細構造と噴火に至るタイムスケール解明を、噴出物の組織解析と各種化学組成分析を組み合わせて行ったことが特色であり意義が深いと考えられる。また、噴火が危ぶまれる火山について、噴火以前に物質科学的解析を行い、観測から得られる情報と融合させてその火山の状態把握と今後の推移について予測しようとする試みは学際的な貢献という点で意義があると考えられる。
本研究によって浅部マグマ溜りの詳細構造や噴火に至るタイムスケール及び地下で進行している現象もある程度推定された。これは現在火山研究で喫緊に行うべきと社会から要請されている噴火予測や噴火発生場の解明に関して大きな貢献となったと考えられる。

研究成果

• [国際共同研究] University of Salamanca(スペイン)
• [雑誌論文] 近代的噴火観測事例のない火山での噴火推移予測：蔵王火山の例 (2019)
  • 著者名/発表者名: 伴雅雄・及川輝樹・山崎誠子・後藤章夫・山本希・三浦哲
  • 雑誌名: 火山 巻: 64 ページ: 131-138
  • NAID: 130007676210
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structure of the shallow magma chamber of the active volcano Mt. Zao,NE Japan: Implications for its eruptive time scales (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishi, Y., Ban, M., Takebe, M., Álvarez-Valero, M. A, Oikawa, T. and Yamasaki, S.
  • 雑誌名: Journal of Volcanology and Geothermal Research 巻: 371 ページ: 137-161
  • DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2019.01.003
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Exploring the Basa of the Volcano: A Case Study of an Active Stratovolcano, Mt. Zao, NE Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Sato S, Ban M, Oikawa T, Yamasaki S, Nishi Y
  • 雑誌名: Volcanoes, InTech 巻: -
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Noble gas signals in corals predict submarine volcanic eruptions (2018)
  • 著者名/発表者名: Alvarez-Valero, A.M., Burgess, R., Recia, C., de Matos, V., Sanchez-Guillamond, O., Gomez-Ballesteros, M., Recio, G., Fraile-Nuez, E., Sumino, H., Flores, J.A., Ban M., Geyer, A., Barcena, M.A., Borrajo, J., Compana J.M.
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 480 ページ: 28-34
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2017.05.013
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Evolution of the Magma Feeding System of the Komakusadaira Pyroclastics in Zao Volcano, Northeast Japan Arc (2019)
  • 著者名/発表者名: Takebe, M, Nishi, Y, Ban, M
  • 学会等名: 27th IUGG General Assembly, Montreal Canada
  • 国際学会
• [学会発表] 蔵王火山，五色岳火砕岩類上部における噴火準備過程 (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐藤初洋・伴雅雄
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019 年大会
• [学会発表] 蔵王火山，御釜火口活動期における噴火準備過程 (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐藤初洋・伴雅雄
  • 学会等名: 日本火山学会2019年度秋季大会
• [学会発表] 蔵王火山1895 年噴火の投出岩塊の噴出速度および噴出角の推定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 杉下七海・伴雅雄・常松佳恵・佐々木寿
  • 学会等名: 日本火山学会2019年度秋季大会
• [学会発表] 蔵王山東麓、濁川・遠刈田地域のラハール堆積物ー堆積過程・発生要因・年代についてー (2019)
  • 著者名/発表者名: 川嶌弘之介・伴雅雄・常松佳恵・片岡香子
  • 学会等名: 日本火山学会2019年度秋季大会
• [学会発表] Pre-eruptive processes of Goshikidake pyroclastic rocks unit 4-5 deposits, Zao volcano, Japan: Zoning profiles of orthopyroxene phenocrysts (2018)
  • 著者名/発表者名: Sato, M. and Ban, M.
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2018
  • 国際学会
• [学会発表] 蔵王火山、熊野岳山頂溶岩および馬の背溶岩における層序と岩石学的特徴 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊藤直人、伴雅雄
  • 学会等名: 日本火山学会2018年度秋季大会
• [学会発表] 蔵王火山，五色岳火砕岩類 unit IV-5 のマグマ混合プロセス (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤初洋、伴雅雄
  • 学会等名: 日本火山学会2018年度秋季大会
• [学会発表] 蔵王火山，五色岳火砕岩類 unit IV-5 の噴火準備過程 (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤初洋、伴雅雄
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2018年年会
• [学会発表] 下部地殻マグマプロセス：東北日本第四紀フロント火山の同位体組成からの検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伴雅雄、木村純一、高橋俊郎、鵜沢由香、大場司、藤縄明彦、林信太郎、吉田武義、宮崎隆、Chan Qing、仙田量子、Vaglarov Bogdan、巽好幸
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [学会発表] Eruption history of Zao volcano (2018)
  • 著者名/発表者名: Ban M
  • 学会等名: 15th International Workshop on WATER DYNAMICS Deeper and Hotter in Frontier Earth
  • 国際学会
• [学会発表] 蔵王火山、五色岳旧火山体の形成史 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西勇樹、伴雅雄、及川輝樹
  • 学会等名: JPGU
• [学会発表] Temporal change of magma plumbing system in flourish time of Zao volcano, NE Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato S, Ban M, Nishi Y, Oikawa T, Yamasaki S
  • 学会等名: IAVCEI2017
  • 国際学会
• [学会発表] 蔵王山、古熊野岳-中丸山火山体のマグマ供給系の変化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伴雅雄、佐藤真、西勇樹、及川輝樹、山崎誠子
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2017年年会
• [学会発表] 蔵王火山、熊野岳山頂溶岩および馬の背溶岩における層序とマグマ供給系の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊藤直人、伴雅雄
  • 学会等名: 日本火山学会2017年度秋季大会
• [学会発表] 蔵王火山五色岳形成開始前後のマグマ溜まりの構造について (2017)
  • 著者名/発表者名: 西勇樹、伴雅雄、及川輝樹、山崎誠子
  • 学会等名: 日本火山学会2017年度秋季大会
• [図書] 日本地方地質誌2「東北地方」 (2017)
  • 著者名/発表者名: 編集委員長吉田武義、副編集委員長永広昌之、伴雅雄
  • 総ページ数: 693
  • 出版者: 朝倉書店
  • ISBN: 9784254167825
• [備考] 山形大学研究者情報
  • URL: http://yudb.kj.yamagata-u.ac.jp/html/631_ja.html
• [備考] research map
  • URL: https://researchmap.jp/read0169359
• [備考] 研究室紹介
  • URL: http://ksgeo.kj.yamagata-u.ac.jp/laboratories-j.html